一种洁净蒸汽系统及应用的渔船的制作方法

本发明属于蒸汽发生器技术领域，特别是涉及一种洁净蒸汽系统及应用的渔船。

背景技术：

渔船上的水产品有些需要在渔船上直接进行加工，在加工的过程中通常需要用到蒸汽与水产品进行热交换，从而达到加热的目的，例如南极磷虾船上有一套将捕获的磷虾直接加工成虾粉的加工生产线，在该生产线的起始加热阶段，为了避免磷虾内的蛋白析出凝结在生产线内部，需要在短时间内快速提高磷虾的温度，此时会将蒸汽直接喷入加热器与磷虾进行混合加热。在对这些水产品进行加热的过程中，由于蒸汽与水产品直接接触，一旦蒸汽中含有杂质或其他物质，则会导致产品出现质量问题，影响水产品成品的质量和正常销售。另外在一些环境恶劣环境下进行捕捞的渔船，由于物料存储、补给及污染排放都受到极大的限制，因此对于物料、能源的循环利用具有极大的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种洁净蒸汽系统及应用的渔船，其中洁净蒸汽系统通过二次换热产生新鲜蒸汽，解决了现有的蒸汽中存在潜在污染风险且会导致额外消耗大量的化学药品的问题，同时整个系统中物料、能源的使用采用循环的方式，极大的提高了物料、能源的利用率，适合远洋渔船在恶劣条件下的长期捕捞作业需求。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种洁净蒸汽系统，包括：

水处理单元；

第一热交换单元，其与所述水处理单元连通；

第二热交换单元，所述第二热交换单元与所述第一热交换单元连通；

排污单元，其与所述第二热交换单元连通。

在本发明的一个实施例中，所述第二热交换单元的进口与所述第一热交换单元的出口连通，所述第二热交换单元的出口与所述第一热交换单元的进口连通。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括第一旁通管路，所述第一旁通管路的两端分别与所述水处理单元和所述第一热交换单元连通。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括第二旁通管路，所述第二旁通管路的一端与所述第二热交换单元连通。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括第三旁通管路，所述第三旁通管路与所述第一热交换单元和所述第二热交换单元连通。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述第二热交换单元上。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括第四旁通管路，所述第四旁通管路与所述第二热交换单元连通。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括第五旁通管路，所述第五旁通管路与所述第一热交换单元连通。

在本发明的一个实施例中，所述排污单元包括水质检测器，用于检测所述第二热交换单元排出水的水质。

在本发明的一个实施例中，所述洁净蒸汽系统还包括安全阀，所述安全阀设置在所述第二热交换单元上。

本发明还提供一种渔船，其包括：

船体；

船用蒸汽系统，其设置在所述船体上；

洁净蒸汽系统，其设置在在所述船体上，且与所述船用蒸汽系统连接；所述洁净蒸汽系统包括：

水处理单元；

第一热交换单元，其与所述水处理单元连通；

第二热交换单元，所述第二热交换单元与所述第一热交换单元连通；

排污单元，其与所述第二热交换单元连通；

加工生产线，其与所述洁净蒸汽系统连接。

本发明有效的解决了在渔船上直接加工水产品所需洁净蒸汽的来源问题，多种角度有效的保证了水产品成品的品质，排除水处理化学污染的风险，同时还一定程度上控制了能耗，而且对船用蒸汽系统的影响较小，可广泛应用于新造船和改造船。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种渔船的结构示意图；

图2为图1中洁净蒸汽系统一实施例的结构示意图；

图3为图1中洁净蒸汽系统另一实施例的结构示意图；

图4为图2中控制系统的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图1至图4所示，本发明为一种渔船包括：船体001、船用蒸汽系统002、洁净蒸汽系统003和加工生产线004，其中船用蒸汽系统002安装在船体001上，洁净蒸汽系统003与船用蒸汽系统002连接，加工生产线004与洁净蒸汽系统003连接。

请一并参阅图1至图4所示，本发明还提供一种洁净蒸汽系统003，包括：水处理单元100、第一热交换单元300、第二热交换单元500、排污单元900和控制系统1100。

请一并参阅图1至图4所示，水处理单元100设置在船体001上，水处理单元100包括增压泵101、第一过滤器102、第二过滤器103、反渗透膜组件104、集水箱105，供水泵107，其中增压泵101、第一过滤器102、第二过滤器103、反渗透膜组件104、集水箱105、供水泵107依次连接。海水经过增压泵101进入第一过滤器102，第一过滤器102例如可以为多介质过滤器，多介质过滤器中可以包括一层或多层过滤介质层，若采用多层过滤介质层则将多层过滤介质层按照密度大小，由上至下依次叠置，在一定的压力下把浊度较高的海水通过过滤介质层，从而有效的除去悬浮杂质使水变得澄清，过滤介质层采用的滤料例如包括石英砂、无烟煤或活性炭等，经过多介质过滤器的处理后，海水中的悬浮或胶态杂质被去除，同时还能去除海水中的一些微小粒子和细菌等。经过第一过滤器102的粗过滤之后，海水继续进入第二过滤器103，第二过滤器103例如为精密过滤器，精密过滤器的结构与多介质过滤器的结构类似，只是采用的过滤介质不同，精密过滤器所采用的过滤介质例如包括烧结刚玉、烧结塑料或烧结金属钛等密度远小于多介质过滤器中过滤介质的材料。经过第二过滤器103的进一步过滤，海水中的细小微粒进一步去除，获得澄清的海水。将已获得的澄清海水送入反渗透膜组件104，反渗透膜组件104例如采用ro反渗透膜，通过对ro反渗透膜海水一侧施加压力，当压力超过它的渗透压时，海水会逆着自然渗透的方向作反向渗透。由于ro反渗透膜的孔径是头发丝的一百万分之一(0.0001微米)，这使得海水中的水分子可以通过ro反渗透膜，而海水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质则无法通过ro反渗透膜，这样就在ro反渗透膜的低压侧得到透过的纯净淡水，而在ro反渗透膜的高压侧得到被截留的高浓度盐水。纯净淡水进入集水箱105储存，通过供水泵107增压后进入后续第一管路201中。

在其他实施例中，水处理单元100还包括备用供水泵108，当供水泵107出现故障时，可以启用备用供水泵108对纯净淡水进行增压。

请一并参阅图1至图4所示，第一热交换单元300与集水箱105通过第一管路201连通，第一管路201上设有第一水阀202，第一水阀202控制第一管路201的通断。第一热交换单元300的能量来源可以采用结构自身的加热组件进行加热，也可以通过外部提供热蒸汽作为热源，例如本实施例中采用船用蒸汽系统002提供热源。在其他实施例中，还可以采用第一热交换单元300内部的加热组件作为热量来源。第一热交换单元300例如可以包括第一热交换管体301、温度控制器302和第一加热组件303。其中第一加热组件303和温度控制器302安装在第一热交换管体301内，第一水阀202设置在第一管路201上控制进入第一热交换单元300的水量。当温度控制器302检测到进入第一热交换管体301的水温低于预先设定的数值时，控制系统1100控制启动第一加热组件303，对第一热交换管体301内的水进行加热，当温度控制器302检测到第一热交换管体301的水温达到预先设定的数值时，控制系统1100控制关闭第一加热组件303，以此保证第一热交换管体301内的水温处于设定范围内。第一热交换单元300内预热后的水通过第二管路401进入第二热交换单元500，在第一热交换单元300内热交换使用后的水汽也可以由排水管排出系统外。

请一并参阅图1至图4所示，第二热交换单元500的第一进口506通过第二管路401与第一热交换单元300的出口连通，第二热交换单元500的第一出口507通过第三管路601与第一热交换单元300的加热进口连通，第三管路601上设有第三疏水阀602。第二热交换单元500例如可以为蒸发器，蒸发器包括第二热交换管体501和第二加热组件502，第二加热组件502设置在加热腔内，通过第二加热组件502对进入第二热交换管体501内的预热水进行进一步加热，使水蒸发，即获得洁净蒸汽，第二加热组件502的一端与第一出口507连通，第二加热组件502的另一端与第二进口508连通，获得的洁净蒸汽通过第二出口509向加工生产线004输送，本实施例中获得的洁净蒸汽用来加热例如虾粉加工生产线中的磷虾，通过第二热交换单元500获得的洁净蒸汽不断进入例如虾粉加工生产线，对磷虾进行快速加热，有效的避免了磷虾的蛋白析出，同时由于洁净蒸汽中的杂质含量极低，因此有效的保证了虾粉的质量。换热过程中获得的高温冷凝水对第一热交换单元300中的水起到加热热源的作用，可以进一步减少系统中能源的消耗。

请一并参阅图1至图4所示，船用蒸汽系统002的一端与第二热交换单元500的第二进口508通过第四管路801连通，同时船用蒸汽系统002还与第一热交换单元300通过第五管路1001连通，第四管路801和第五管路1001上分别设有第四气阀802和第五疏水阀1002。经过船用蒸汽系统002后的船用蒸汽可以通过第四管路801经过第二进口508输入第二热交换单元500，经过第二热交换单元500放热后，产生的高温凝水进入第一热交换单元300，作为热源使用。

请一并参阅图1至图4所示，另外，本发明的洁净蒸汽系统003还包括排污单元900，排污单元900例如可以设置在第二热交换单元500的底部，且与第二热交换单元500的第三出口510连通，排污单元900包括水质检测器901、泄放遥控阀902和冷却取样器903。水质检测器901、泄放遥控阀902和冷却取样器903安装在与第二热交换单元500连通的排水管路上。水质检测器901能实时不断监测第二热交换单元500内部水的水质，同时将水质信息反馈至控制系统1100。泄放遥控阀902可由控制系统1100根据水质检测器901反馈的水质tds值来自动调整开闭状态，当tds超过设定值时，将自动打开泄放遥控阀902，排出高温水，通过泄放遥控阀902的高温水将直接泄放至舷外水线以下，当tds小于设定值时，将自动关闭泄放遥控阀902。打开冷却取样器903前的截止阀，第二热交换单元500内部的高温水可被放出，经冷却取样器903进行冷却后，可对已冷却后的取样水进行化验。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括第一旁通管路203，第一旁通管路203的两端分别与水处理单元100的出口和第一热交换单元300连通，当第一管路201因故障停止工作时，手动开启第一旁通管路203，经过水处理单元100处理后的水通过第一旁通管路203流向第一热交换单元300。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括第二旁通管路403，第二旁通管路403的一端与第一管路201和第一旁通管路203连通，第二旁通管路403的另一端与第二热交换单元500连通，当第一热交换单元300因故障停止工作时，手动开启第二旁通管路403，经过水处理单元100处理后的水通过第二旁通管路403直接流向第二热交换单元500。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括回流阀204，回流阀204与第一管路201和第一旁通管路203并联设置，当第一管路201和第一旁通管路203关闭时，回流阀204开启，将多余的纯净淡水输入集水箱105储存。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括第三旁通管路603，第三旁通管路603的一端与第二热交换单元500连通，第三旁通管路603的另一端与第一热交换单元300连通，当第三管路601因故障停止工作时，手动开启第三旁通管路603，经过第二热交换单元500放热后蒸汽通过第三旁通管路603进入第一热交换单元300对第一热交换单元300中的水起到加热热源的作用，可以进一步减少系统中能源的消耗。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括第四旁通管路803，第四旁通管路803的一端与船用蒸汽系统002连通，第四旁通管路803的另一端与第二热交换单元500连通，当第四管路801因故障停止工作时，手动开启第四旁通管路803，船用蒸汽系统002中的蒸汽可以通过第四旁通管路803输入第二热交换单元500。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还包括第五旁通管路1003，第五旁通管路1003的一端与船用蒸汽系统002连通，第五旁通管路1003的另一端与第一热交换单元300连通，当第五管路1001因故障停止工作时，手动开启第五旁通管路1003，船用蒸汽系统002中的蒸汽可以通过第五旁通管路1003进入第一热交换单元300，对第一热交换单元300中的水起到加热热源的作用。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括压力传感器503，压力传感器503设置在第二热交换单元500上，用来监测第二热交换单元500内产生洁净蒸汽的压力值，压力传感器503与控制系统1100连接，控制系统1100根据压力传感器503监测到的洁净蒸汽压力值控制第四管路801上第四气阀802的启停，当压力传感器503监测到第二热交换单元500内的压力值超过压力预设值时，控制系统1100控制第四管路801上的第四气阀802关闭或减小开度，反之，当压力传感器503监测到第二热交换单元500内的压力值小于等于压力预设值时，控制系统1100控制第四管路801上的第四气阀802开启或增大开度。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括设置在第二热交换单元500顶部的安全阀504，当第二热交换单元500内产生洁净蒸汽压力超过压力预设值时，开启安全阀504进行泄压，从而保证系统的安全。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，洁净蒸汽系统003还可以包括设置在第二热交换单元500外部的液位计505，液位计505与控制系统1100连接，控制系统1100根据液位计505监测到的液位值控制第一管路201上的第一水阀202的开度。

请一并参阅图1至图4所示，在其他实施例中，水处理单元100还包括备用增压泵106，备用增压泵106与增压泵101并联设置，当增压泵101出现故障时，启动备用增压泵106。

请一并参阅图1至图4所示，本发明中的控制系统1100用于控制第一水阀202、第四气阀802、泄放遥控阀902的开度及供水泵107、备用供水泵108的启停，第一水阀202、第四气阀802、泄放遥控阀902由外部压缩空气作为执行器驱动源。控制系统1100可对压力、液位、tds值进行设定和控制。控制系统1100可以接收来自压力传感器503的压力信息，并将信息处理后反馈至第四气阀802，通过第四气阀802的开度来动态调节外部船用蒸汽的供应量。控制系统1100可以接收来自液位计505的液位信息，并将信息处理后反馈至第一水阀202，通过第一水阀202的开度来动态调节外部淡水的供应量。控制系统1100接收来自水质检测器901的水质tds信息，并将信息处理后反馈至泄放遥控阀902，通过泄放遥控阀902的开闭来动态调节系统内超标水的泄放量。控制系统1100也可以接收来自液位计505的液位信息后，直接控制供水泵107和备用供水泵108的启停。

请一并参阅图1至图4所示，本发明的洁净蒸汽系统003工作流程如下：

请一并参阅图1至图4所示，增压泵101或备用增压泵106将海水输入第一过滤器102和第二过滤器103，经过第一过滤器102、第二过滤器103的过滤，获得澄清的海水，再将澄清的海水输入反渗透膜组件104，经过反渗透膜组件104的反渗透作用，截留海水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质，获得纯净的淡水，存储在105。

请一并参阅图1至图4所示，供水泵107将纯净的淡水从105中抽吸，通过第一管路201或第一旁通管路203输入第一热交换单元300，纯净的淡水在第一热交换单元300中被预热，将预热后的淡水通过第二管路401或第二旁通管路403输入第二热交换单元500，在第二热交换单元500中进行蒸发，获得干燥的洁净蒸汽，获得的洁净蒸汽供给加工生产线004使用。

请一并参阅图1至图4所示，更具体的，采用船用蒸汽系统002为加热源，船用蒸汽系统002中的蒸汽进入洁净蒸汽系统003后由阀件控制其流向第二热交换单元500和第一热交换单元300。经水处理单元100处理后的纯净淡水进入第一热交换单元300被船用蒸汽系统002中的高温凝水/蒸汽预热后，进入第二热交换单元500，加热后产生洁净蒸汽，干燥的洁净蒸汽供给加工生产线004使用。打开第二热交换单元500顶部的第二出口509，使得洁净蒸汽可以从第二热交换单元500排出，便于加快纯净淡水的供水速度。通过第二热交换单元500侧面的液位计505观察第二热交换单元500内部的液位变化，液位计505可同时将液位信息反馈至控制系统1100。与供水泵107并联设有备用供水泵108和回流阀204，当供水泵107故障时，可起动备用供水泵108，回流阀204的作用是平衡泵前后管路内的水压力。

船用蒸汽系统002中的蒸汽也可以直接流向第二热交换单元500，蒸汽流经第四气阀802，第四气阀802可由控制系统1100根据压力传感器503反馈的压力值来自动调整开度，当第四气阀802故障时，可手动打开第四旁通管路803供汽，当压力传感器503未达到设定压力时，第四气阀802会自动调整为最大开度，以保证通过第四气阀802的蒸汽量最大，当压力传感器503达到设定压力时，第四气阀802会自动关闭或减小开度。

请一并参阅图1至图4所示，蒸汽从第二热交换单元500完成对纯净淡水的加热流程后与第二热交换单元500中产生的高温冷凝水一起通过第三管路601排出，流经第三疏水阀602，第三疏水阀602的作用是排水阻汽，通过第三疏水阀602的高温凝水进入第一热交换单元300，对第一热交换单元300中的纯净淡水进行间接预热，当第三疏水阀600故障时，可手动打开第三旁通管路603排出蒸汽和凝水。其中另一路流向第五疏水阀1002进入第一热交换单元300，当系统预热量不足时，可手动打开第五管路1001直接提供高温冷凝水至第一热交换单元300，当第五疏水阀1002故障时，可手动打开第五旁通管路1003提供蒸汽。

请一并参阅图1至图4所示，在第二热交换单元500例如底部最低点和液位计505管路底部各设有一只截止阀，用于在停机安全情况下泄放第二热交换单元500内部和液位计505管路中的污水，以免污染系统。第二热交换单元500顶部的安全阀504用于防止内部系统压力超过设定值，当安全阀504打开时，内部的高温汽水混合物将被排出，蒸汽将接至室外安全位置，高温凝水则直接泄放至舷外水线以下。第二热交换单元500底部排污单元900管路上的水质检测器901能实时不断监测内部淡水的水质tds，同时将tds信息反馈至控制系统1100，内部淡水可由阀件控制其流向泄放遥控阀902和冷却取样器903。其中一路流向泄放遥控阀902，泄放遥控阀902可由控制系统1100根据水质检测器901反馈的tds值来自动调整开闭状态，当tds超过设定值时，将自动打开外接管路上的泄放遥控阀902，当tds小于设定值时，将自动关闭外接管路上的泄放遥控阀902，通过泄放遥控阀902的高温水直接泄放至船体001以外。其中另一路流向冷却取样器903，打开冷却取样器903前的截止阀，第二热交换单元500内部的高温水可被放出，经冷却取样器903冷却后，可对已冷却后的取样水进行化验。

请一并参阅图1至图4所示，压缩空气进入洁净蒸汽系统003，分别接至洁净蒸汽系统003内的第一水阀202、第四气阀802和泄放遥控阀902，作为这三个遥控阀的执行器驱动源。

请一并参阅图1至图4所示，本发明所有接触淡水和洁净蒸汽的材料均使用不锈钢316l，所有超过60℃的设备、管路和阀附件均绝热包覆，避免对人员造成伤害。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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